Motor DC sem escova

Princípios de operação
As diferenças entre um motor DC com um sistema de comutação mecânica e um motor BLDC são encontradas principalmente em:
- O conceito do produto
- A comutação das correntes de fase.
Do ponto de vista do usuário, os motores CC sem escova seguem as mesmas equações que aquelas com escovas: o torque é proporcional à corrente, a velocidade depende da tensão e do torque de carga.
A comutação de motores sem escova
Na comutação convencional de motor DC, ocorre mecanicamente através do sistema de comutador e escova. Em um motor BLDC, a comutação é feita por meios eletrônicos. Nesse caso, a posição instantânea do rotor deve ser conhecida para determinar as fases a serem energizadas.
A posição do rotor angular pode ser conhecida por:
- Usando um sensor de posição (sensor hall, codificador óptico, resolvedor)
-analisar eletronicamente o retorno de um enrolamento não energizado. Isso é chamado de comutação sem sensor.
Uso de sensores de salão
Em geral, o motor BLDC tem enrolamentos trifásicos. A maneira mais fácil é alimentar dois deles de cada vez, usando sensores de salão para conhecer a posição do rotor. Uma lógica simples permite a energização ideal das fases em função da posição do rotor, assim como o comutador e os pincéis estão fazendo no motor CC convencional.
Uso de um codificador ou resolvedor
A posição do rotor também pode ser conhecida pelo uso de um codificador ou resolvedor. A comutação pode ser feita de maneira muito simples, semelhante ao procedimento com os sensores do salão, ou pode ser mais complexo modulando as correntes sinusoidais nas três fases. Isso é chamado de controle vetorial, e sua vantagem é fornecer uma onda de torque de zero teoricamente, bem como uma alta resolução para o posicionamento preciso.
Uso da análise de back-EMF
Uma terceira opção que requer nenhum sensor de posição é o uso de um circuito eletrônico específico. O motor possui apenas três fios de conexão, os enrolamentos trifásicos são conectados em triângulo ou estrela. Neste último caso, os resistores devem ser usados ​​para gerar uma tensão de referência zero. Com esta solução, o motor não inclui sensores ou componentes eletrônicos e, portanto, é altamente insensível a ambientes hostis. Para aplicações como ferramentas portáteis, onde o cabo é constantemente movido, o fato de apenas três fios é outra vantagem.
O funcionamento de um motor sem sensor é fácil de entender. Em todos os motores, a relação de Back-EMF e Torque versus a posição do rotor é a mesma. O cruzamento zero da tensão induzido no enrolamento não energizado corresponde à posição de torque máximo gerado pelas duas fases energizadas. Portanto, esse ponto de cruzamento zero permite determinar o momento em que a seguinte comutação deve ocorrer, dependendo da velocidade do motor. Esse intervalo de tempo é de fato equivalente ao tempo que o motor leva para passar da posição da comutação anterior para a posição de cruzamento zero de back-EMF. Os circuitos eletrônicos projetados para esta função de comutação permitem fácil operação de motores sem sensor.
Pequeno motor DC sem escova
Como as informações de back-EMF são necessárias para conhecer a posição do rotor, a comutação sem sensor não funciona com o motor no estol. A única maneira de começar é pilotá -lo em baixa velocidade como um passo em circuito aberto.
Lembrar:
- Para comutação, os sensores de posição são necessários ao operar em modo incremental
- Comutação sem sensor é recomendada apenas para aplicativos em execução em velocidade e carga constantes.
Princípio operacional da BLDC Motors:

Ele segue as mesmas equações que o motor CC usando comutação mecânica, exceto que parâmetros como perdas de ferro e perdas no circuito de acionamento não são mais insignificantes em aplicações em que a eficiência é de primordial importância.
Perdas de ferro
Eles dependem da velocidade e, na fórmula de torque, podem ser introduzidos como atrito viscoso. A equação para o torque de motor útil se torna:

Perdas na eletrônica
A corrente e a votação exigidas pelo motor e pelo circuito de acionamento para operar na velocidade e torque desejados dependem também do circuito de acionamento.
Como exemplo, uma ponte de motorista na técnica bipolar reduzirá a tensão disponível nos terminais do motor em cerca de 1,7V, e a corrente total deve incluir o consumo do circuito.